Un simplu test de sânge ar putea spune medicilor, încă din primele zile, dacă starea unui pacient se va agrava sau acesta va răspunde la tratament.
O echipă internațională de cercetători coordonată de la Imperial College London a dezvoltat o metodă inovatoare care ar putea transforma radical modul în care medicii tratează pacienții.
Noul test experimental, denumit VeloCD, utilizează markeri ARN din sânge și tehnici avansate de bioinformatică pentru a anticipa evoluția unei boli, riscul de agravare și chiar răspunsul la tratament.
Descoperirea, publicată în revista Nature Communications, ar putea deschide drumul către o nouă generație de teste de prognostic utilizate în spitale.
În spitale, medicii trebuie adesea să ia decizii critice în timp foarte scurt și pe baza unor informații incomplete. Un pacient cu febră mare, de exemplu, poate părea stabil în primele ore, dar starea sa se poate deteriora rapid. În alte cazuri, tratamentele sunt administrate fără ca medicii să știe din timp dacă acestea vor funcționa sau nu.
Noua metodă VeloCD promite să schimbe această paradigmă. Potrivit echipei de la Imperial College London, testul ar putea permite anticiparea evoluției bolii pe baza modului în care organismul reacționează în acel moment la infecție sau inflamație.
Profesorul Aubrey Cunnington, șeful Departamentului de Boli Infecțioase și autor principal al studiului, afirmă că un astfel de test ar putea deveni extrem de valoros pentru spitale și pentru pacienți.
„Considerăm că acest tip de test ar putea fi extrem de benefic atât pentru pacienți, cât și pentru personalul medical. Oferind medicilor un test capabil să prevadă evoluția bolii, acesta i-ar putea ajuta să trieze pacienții mult mai rapid, asigurând tratamentul potrivit pentru fiecare pacient la momentul potrivit”, a explicat cercetătorul conform News Medical.
În perspectivă, tehnologia ar putea fi folosită pentru trierea rapidă a pacienților din camerele de gardă, identificând persoanele care au nevoie urgentă de terapie intensivă și pe cele care pot fi tratate în siguranță la domiciliu.
Atunci când organismul se confruntă cu o infecție sau cu o altă boală, anumite gene sunt activate, iar altele sunt dezactivate. Aceste procese generează markeri ARN detectabili în sânge. De ani buni, cercetătorii studiază aceste semnături genetice pentru a înțelege mai bine răspunsul organismului la boală.
Până acum, astfel de analize au fost folosite mai ales pentru diagnostic, de exemplu pentru a diferenția infecțiile bacteriene de cele virale. Echipa de la Imperial College London a mers însă mai departe și a încercat să afle dacă aceste modificări pot indica și direcția în care se îndreaptă boala.
Pentru aceasta, cercetătorii au adaptat o tehnică numită „viteza ARN”, utilizată inițial în studiul celulelor individuale. Metoda a fost modificată astfel încât să poată analiza probe de sânge integral și să detecteze nu doar ce gene sunt active, ci și dacă activitatea lor este în creștere sau în scădere.
Această abordare le-a permis oamenilor de știință să obțină o „fotografie dinamică” a organismului, fără să fie nevoie de recoltări repetate de sânge în timp.
Practic, sistemul poate estima dacă răspunsul biologic al unui pacient începe să semene cu cel al unor persoane care dezvoltă forme severe ale bolii sau, dimpotrivă, cu al unor persoane care se recuperează rapid.
Pentru validarea conceptului, cercetătorii au analizat date provenite din mai multe studii internaționale, printre care și proiectul european PERFORM Consortium.
În cadrul acestuia au fost analizate probe de sânge de la aproape 400 de copii din nouă țări europene, internați cu febră.
Secvențierea ARN-ului din sânge a identificat peste 2.300 de markeri biologici asociați cu forme ușoare, moderate și severe ale bolii. Ulterior, cercetătorii au redus analiza la un grup de doar 59 de markeri esențiali, folosind algoritmul VeloCD.
Rezultatele au fost remarcabile: sistemul a putut anticipa dacă un copil urma să dezvolte o formă severă de boală sau dacă starea sa avea șanse să se stabilizeze rapid.
Mai mult, metoda a identificat cu precizie pacienții cu risc ridicat de agravare, adică exact categoria de persoane care ar necesita monitorizare intensivă sau internare în secții de terapie intensivă.
Această capacitate de predicție timpurie ar putea deveni esențială mai ales în perioadele în care spitalele sunt supraaglomerate, iar medicii trebuie să decidă rapid cine are nevoie de cele mai multe resurse medicale.
Cercetătorii au testat VeloCD și în cadrul unor experimente de provocare umană desfășurate la Imperial College London Human Challenge Programme.
În aceste studii, adulți sănătoși au fost expuși controlat la virusul gripal sau la SARS-CoV-2 pentru a observa răspunsul organismului la infecție.
Analizând probele de sânge recoltate foarte devreme, în ziua a doua după expunere, echipa a reușit să prevadă cu precizie dacă persoanele urmau să dezvolte gripă sau COVID-19.
Important este faptul că predicția putea fi făcută chiar înainte ca infecția să poată fi confirmată prin test PCR.
Această descoperire sugerează că organismul începe să transmită „semnale moleculare” ale infecției cu mult înainte ca metodele clasice să detecteze virusul.
În viitor, o astfel de abordare ar putea avea implicații importante în controlul epidemiilor și în gestionarea focarelor infecțioase.
Studiile nu s-au limitat doar la infecțiile respiratorii. Echipa a demonstrat că VeloCD ar putea avea aplicații și în cazul unor afecțiuni cronice sau complexe.
Printre acestea se numără HIV, tuberculoza și bolile inflamatorii intestinale.
În cazul pacienților cu boli inflamatorii intestinale, metoda a reușit să anticipeze răspunsul la tratament pe baza analizelor de sânge efectuate imediat după prima doză de terapie.
Această capacitate de a prezice eficiența tratamentului ar putea reduce timpul pierdut cu terapii ineficiente și ar putea ajuta medicii să personalizeze intervențiile medicale mult mai rapid.
Deși rezultatele sunt promițătoare, cercetătorii avertizează că sunt necesare studii suplimentare și validări clinice extinse înainte ca metoda să poată fi introdusă în spitale.
Totuși, echipa afirmă că, dacă dezvoltarea va continua conform planului, un test clinic funcțional ar putea fi disponibil în aproximativ cinci ani.
Între timp, cercetătorii au depus deja o cerere de brevet pentru tehnologia VeloCD și au făcut disponibil instrumentul pe GitHub pentru comunitatea științifică.
Proiectul a fost realizat în colaborare cu cercetători de la University College London, University of Cape Town și Queen Mary University of London.
Cercetarea a fost finanțată prin programul european Horizon 2020, precum și de organisme britanice de cercetare, inclusiv UK Research and Innovation și Medical Research Council.
Dacă tehnologia va confirma rezultatele inițiale în studii clinice mai ample, medicina ar putea intra într-o nouă etapă: una în care medicii nu vor trata doar boala prezentă, ci vor putea anticipa cu precizie direcția în care se îndreaptă pacientul înainte ca simptomele severe să apară.
